落地脚手架楼板承载力计算书.docx
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落地脚手架楼板承载力计算书
一、工程概况:
1
二、15米高架子力计算1
三、A轴交9~11轴处梁、板承载力验算8
四、21米高外架力计算13
五、室外楼梯承载力验算20
外墙架子及楼板承载力计算书
一、工程概况:
1、工程名称:
南翔镇邻里中心
2、工程地点:
3、建设单位:
南翔镇政府
4、勘察单位:
5、设计单位:
同济大学建筑设计研究院
6、监理单位:
7、施工单位:
8、建筑面积:
本工程地上四层,地下一层;总建筑面积:
12137㎡平方米(其中地上建筑面积:
8098平方米;地下建筑面积:
4039平方米);
9、建筑高度:
屋面檐口标高为19.5m,脚手架搭设高度为21米。
10、本工程局部外墙脚手架立杆立于二层楼板上(架子高度15米)及室外楼楼上(架子最高21米),其余号房脚手架立于室外地坪上。
在室外地坪上的的脚手架下做2米宽150厚C20素砼基础,基础外做排水沟。
:
橫距la=0.9m,纵距lb=1.5m,步高h=1.8m,离墙距离a=0.3m,二步三跨连墙件,高度H=21m,下垫200×200×10钢板。
10、因工程造型复杂,部分外架设在二层悬挑楼板及室外楼梯处,悬挑楼板处架子高度15米,室外楼梯处外架高度按21米计算。
二、15米架子力计算
(一)脚手架参数
脚手架设计类型
装修脚手架
卸荷设置
无
脚手架搭设排数
双排脚手架
脚手架钢管类型
Ф48×3
脚手架架体高度H(m)
15
立杆步距h(m)
1.8
立杆纵距或跨距la(m)
1.5
立杆横距lb(m)
0.9
立杆离建筑物距离a(m)
0.3
双立杆计算方法
不设置双立杆
(二)荷载设计
脚手板类型
竹芭脚手板
脚手板自重标准值Gkjb(kN/m2)
0.1
脚手板铺设方式
2步1设
密目式安全立网自重标准值Gkmw(kN/m2)
0.01
挡脚板类型
竹串片挡脚板
栏杆与挡脚板自重标准值Gkdb(kN/m)
0.17
挡脚板铺设方式
2步1设
每米立杆承受结构自重标准值gk(kN/m)
0.129
横向斜撑布置方式
5跨1设
装修脚手架作业层数nzj
1
装修脚手架荷载标准值Gkzj(kN/m2)
2
地区
安全网设置
全封闭
基本风压ω0(kN/m2)
0.4
风荷载体型系数μs
1.254
风压高度变化系数μz(连墙件、单立杆稳定性)
1.06,0.796
风荷载标准值ωk(kN/m2)(连墙件、单立杆稳定性)
0.532,0.399
计算简图:
立面图
侧面图
三、纵向水平杆验算
纵、横向水平杆布置方式
纵向水平杆在上
横向水平杆上纵向水平杆根数n
2
横杆抗弯强度设计值[f](N/mm2)
205
横杆截面惯性矩I(mm4)
107800
横杆弹性模量E(N/mm2)
206000
横杆截面抵抗矩W(mm3)
4490
纵、横向水平杆布置
承载能力极限状态
q=1.2×(0.033+Gkjb×lb/(n+1))+1.4×Gk×lb/(n+1)=1.2×(0.033+0.1×0.9/(2+1))+1.4×2×0.9/(2+1)=0.916kN/m
正常使用极限状态
q'=(0.033+Gkjb×lb/(n+1))+Gk×lb/(n+1)=(0.033+0.1×0.9/(2+1))+2×0.9/(2+1)=0.663kN/m
计算简图如下:
1、抗弯验算
Mmax=0.1qla2=0.1×0.916×1.52=0.206kN·m
σ=Mmax/W=0.206×106/4490=45.9N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
2、挠度验算
νmax=0.677q'la4/(100EI)=0.677×0.663×15004/(100×206000×107800)=1.024mm
νmax=1.024mm≤[ν]=min[la/150,10]=min[1500/150,10]=10mm
满足要求!
3、支座反力计算
承载能力极限状态
Rmax=1.1qla=1.1×0.916×1.5=1.511kN
正常使用极限状态
Rmax'=1.1q'la=1.1×0.663×1.5=1.094kN
(四)横向水平杆验算
承载能力极限状态
由上节可知F1=Rmax=1.511kN
q=1.2×0.033=0.04kN/m
正常使用极限状态
由上节可知F1'=Rmax'=1.094kN
q'=0.033kN/m
1、抗弯验算
计算简图如下:
弯矩图(kN·m)
σ=Mmax/W=0.457×106/4490=101.759N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
2、挠度验算
计算简图如下:
变形图(mm)
νmax=1.287mm≤[ν]=min[lb/150,10]=min[900/150,10]=6mm
满足要求!
3、支座反力计算
承载能力极限状态
Rmax=1.529kN
(五)扣件抗滑承载力验算
横杆与立杆连接方式
单扣件
扣件抗滑移折减系数
0.85
扣件抗滑承载力验算:
纵向水平杆:
Rmax=1.511/2=0.756kN≤Rc=0.85×8=6.8kN
横向水平杆:
Rmax=1.529kN≤Rc=0.85×8=6.8kN
满足要求!
(六)荷载计算
脚手架架体高度H
15
脚手架钢管类型
Ф48×3
每米立杆承受结构自重标准值gk(kN/m)
0.129
立杆静荷载计算
1、立杆承受的结构自重标准值NG1k
单外立杆:
NG1k=(gk+la×n/2×0.033/h)×H=(0.129+1.5×2/2×0.033/1.8)×15=2.351kN
单立杆:
NG1k=2.351kN
2、脚手板的自重标准值NG2k1
单外立杆:
NG2k1=(H/h+1)×la×lb×Gkjb×1/2/2=(15/1.8+1)×1.5×0.9×0.1×1/2/2=0.315kN
1/2表示脚手板2步1设
单立杆:
NG2k1=0.315kN
3、栏杆与挡脚板自重标准值NG2k2
单外立杆:
NG2k2=(H/h+1)×la×Gkdb×1/2=(15/1.8+1)×1.5×0.17×1/2=1.19kN
1/2表示挡脚板2步1设
4、围护材料的自重标准值NG2k3
单外立杆:
NG2k3=Gkmw×la×H=0.01×1.5×15=0.225kN
5、构配件自重标准值NG2k总计
单外立杆:
NG2k=NG2k1+NG2k2+NG2k3=0.315+1.19+0.225=1.73kN
单立杆:
NG2k=NG2k1=0.315kN
立杆施工活荷载计算
外立杆:
NQ1k=la×lb×(nzj×Gkzj)/2=1.5×0.9×(1×2)/2=1.35kN
立杆:
NQ1k=1.35kN
组合风荷载作用下单立杆轴向力:
单外立杆:
N=1.2×(NG1k+NG2k)+0.9×1.4×NQ1k=1.2×(2.351+1.73)+0.9×1.4×1.35=6.599kN
单立杆:
N=1.2×(NG1k+NG2k)+0.9×1.4×NQ1k=1.2×(2.351+0.315)+0.9×1.4×1.35=4.901kN
(七)立杆稳定性验算
脚手架架体高度H
15
立杆计算长度系数μ
1.5
立杆截面抵抗矩W(mm3)
4490
立杆截面回转半径i(mm)
15.9
立杆抗压强度设计值[f](N/mm2)
205
立杆截面面积A(mm2)
424
连墙件布置方式
两步两跨
1、立杆长细比验算
立杆计算长度l0=Kμh=1×1.5×1.8=2.7m
长细比λ=l0/i=2.7×103/15.9=169.811≤210
满足要求!
轴心受压构件的稳定系数计算:
立杆计算长度l0=Kμh=1.155×1.5×1.8=3.119m
长细比λ=l0/i=3.119×103/15.9=196.132
查《规》表A得,φ=0.188
2、立杆稳定性验算
不组合风荷载作用
单立杆的轴心压力设计值N=1.2(NG1k+NG2k)+1.4NQ1k=1.2×(2.351+1.73)+1.4×1.35=6.788kN
σ=N/(φA)=6787.5/(0.188×424)=85.15N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
组合风荷载作用
单立杆的轴心压力设计值N=1.2(NG1k+NG2k)+0.9×1.4NQ1k=1.2×(2.351+1.73)+0.9×1.4×1.35=6.599kN
Mw=0.9×1.4×Mwk=0.9×1.4×ωklah2/10=0.9×1.4×0.399×1.5×1.82/10=0.244kN·m
σ=N/(φA)+Mw/W=6598.5/(0.188×424)+244331.64/4490=137.196N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
三、A轴交9~11轴处梁、板承载力验算
楼板厚120mm,砼强度等级C30;C8200双层双向布置。
1、最不利工况(A轴交9~11轴),如下图所示:
楼板最不利工况示意图
2、等效均布荷载计算
(s为垫层厚,h为板厚)
(s为垫层厚,h为板厚)
局部荷载:
(1)、P1、P2、P3等效均布荷载:
已知板沿长边方向的计算跨度
,板沿短边方向的计算跨度
计算参数:
查《建筑结构荷载设计手册》附表4-2得:
,
,其它数据见下表:
序号
荷载
k
α
β
ξ
η
θx
θy
1
P1
1.568
0.069
0.069
0.078
0.176
-0.00035
0.0179
2
P2
1.568
0.069
0.069
0.667
0.176
0.0175
0.0055
3
P3
1.568
0.069
0.069
0.314
0.176
0.0004
0.0047
合计
0.01755
0.0281
(5)、P1-P3等效均布荷载:
取较大值q=5.4KN/m2
(6)均布荷载设计值
楼板其它活荷载按
考虑,自重按
考虑
3、楼板验算
按四边固定双向板计算
查双向板弯矩系数表,得
取大值计算:
实配C8200(
),满足要求。
4、L227验算:
q=13.96×1.275+1.2×0.2×0.9×25=23.199KN/m,
M=0.1ql2=0.1×23.199×42=37.1KN.m
已知:
,实配钢筋上部2C18(
),下部2C22
配筋验算:
故L227配筋满足要求。
5、KL314(500X900)验算:
(1)受力情况见下图
(2)受力简图
由前面所得:
F1=(3.475+3.25)×13.96/2+1.2×0.2×0.9×25×(4+3.825)/2=68.07KN;
F2=(3.475+3.25)×13.96/2+(3.475+3.25)×6.32/2+1.2×0.25×0.7×25×(4+3.825)/2=88.73KN;
q1=1.2×0.5×0.9×25=13.5KN/m;
q2=1.275×13.96×2=35.598KN/m;
q3=1.126×6.32×2=14.23KN/m;
故Mmax=68.07×5.2+88.73×2.4+0.5×13.5×5.32+0.5×2.8×35.598×(2.8/2+2.4)+0.5×2.4×14.23×2.4/2=986.33KN.m
已知:
,实配主筋7C25(
)
配筋验算:
故KL314满足要求,但富余不多,需严格控制除脚手架之外的楼面活荷载,宜在其下设置满堂支撑架。
四、21米外架力计算
(一)脚手架参数
脚手架设计类型
装修脚手架
卸荷设置
无
脚手架搭设排数
双排脚手架
脚手架钢管类型
Ф48×3
脚手架架体高度H(m)
21
立杆步距h(m)
1.8
立杆纵距或跨距la(m)
1.5
立杆横距lb(m)
0.9
立杆离建筑物距离a(m)
0.3
双立杆计算方法
不设置双立杆
(二)荷载设计
脚手板类型
竹芭脚手板
脚手板自重标准值Gkjb(kN/m2)
0.1
脚手板铺设方式
2步1设
密目式安全立网自重标准值Gkmw(kN/m2)
0.01
挡脚板类型
竹串片挡脚板
栏杆与挡脚板自重标准值Gkdb(kN/m)
0.17
挡脚板铺设方式
2步1设
每米立杆承受结构自重标准值gk(kN/m)
0.129
横向斜撑布置方式
5跨1设
装修脚手架作业层数nzj
1
装修脚手架荷载标准值Gkzj(kN/m2)
2
地区
安全网设置
全封闭
基本风压ω0(kN/m2)
0.4
风荷载体型系数μs
1.254
风压高度变化系数μz(连墙件、单立杆稳定性)
1.06,0.796
风荷载标准值ωk(kN/m2)(连墙件、单立杆稳定性)
0.532,0.399
计算简图:
立面图
侧面图
(三)纵向水平杆验算
纵、横向水平杆布置方式
纵向水平杆在上
横向水平杆上纵向水平杆根数n
2
横杆抗弯强度设计值[f](N/mm2)
205
横杆截面惯性矩I(mm4)
107800
横杆弹性模量E(N/mm2)
206000
横杆截面抵抗矩W(mm3)
4490
纵、横向水平杆布置
承载能力极限状态
q=1.2×(0.033+Gkjb×lb/(n+1))+1.4×Gk×lb/(n+1)=1.2×(0.033+0.1×0.9/(2+1))+1.4×2×0.9/(2+1)=0.916kN/m
正常使用极限状态
q'=(0.033+Gkjb×lb/(n+1))+Gk×lb/(n+1)=(0.033+0.1×0.9/(2+1))+2×0.9/(2+1)=0.663kN/m
计算简图如下:
1、抗弯验算
Mmax=0.1qla2=0.1×0.916×1.52=0.206kN·m
σ=Mmax/W=0.206×106/4490=45.9N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
2、挠度验算
νmax=0.677q'la4/(100EI)=0.677×0.663×15004/(100×206000×107800)=1.024mm
νmax=1.024mm≤[ν]=min[la/150,10]=min[1500/150,10]=10mm
满足要求!
3、支座反力计算
承载能力极限状态
Rmax=1.1qla=1.1×0.916×1.5=1.511kN
正常使用极限状态
Rmax'=1.1q'la=1.1×0.663×1.5=1.094kN
(四)横向水平杆验算
承载能力极限状态
由上节可知F1=Rmax=1.511kN
q=1.2×0.033=0.04kN/m
正常使用极限状态
由上节可知F1'=Rmax'=1.094kN
q'=0.033kN/m
1、抗弯验算
计算简图如下:
弯矩图(kN·m)
σ=Mmax/W=0.457×106/4490=101.759N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
2、挠度验算
计算简图如下:
变形图(mm)
νmax=1.287mm≤[ν]=min[lb/150,10]=min[900/150,10]=6mm
满足要求!
3、支座反力计算
承载能力极限状态
Rmax=1.529kN
(五)扣件抗滑承载力验算
横杆与立杆连接方式
单扣件
扣件抗滑移折减系数
0.85
扣件抗滑承载力验算:
纵向水平杆:
Rmax=1.511/2=0.756kN≤Rc=0.85×8=6.8kN
横向水平杆:
Rmax=1.529kN≤Rc=0.85×8=6.8kN
满足要求!
(六)荷载计算
脚手架架体高度H
21
脚手架钢管类型
Ф48×3
每米立杆承受结构自重标准值gk(kN/m)
0.129
立杆静荷载计算
1、立杆承受的结构自重标准值NG1k
单外立杆:
NG1k=(gk+la×n/2×0.033/h)×H=(0.129+1.5×2/2×0.033/1.8)×21=3.292kN
单立杆:
NG1k=3.292kN
2、脚手板的自重标准值NG2k1
单外立杆:
NG2k1=(H/h+1)×la×lb×Gkjb×1/2/2=(21/1.8+1)×1.5×0.9×0.1×1/2/2=0.428kN
1/2表示脚手板2步1设
单立杆:
NG2k1=0.428kN
3、栏杆与挡脚板自重标准值NG2k2
单外立杆:
NG2k2=(H/h+1)×la×Gkdb×1/2=(21/1.8+1)×1.5×0.17×1/2=1.615kN
1/2表示挡脚板2步1设
4、围护材料的自重标准值NG2k3
单外立杆:
NG2k3=Gkmw×la×H=0.01×1.5×21=0.315kN
5、构配件自重标准值NG2k总计
单外立杆:
NG2k=NG2k1+NG2k2+NG2k3=0.428+1.615+0.315=2.357kN
单立杆:
NG2k=NG2k1=0.428kN
立杆施工活荷载计算
外立杆:
NQ1k=la×lb×(nzj×Gkzj)/2=1.5×0.9×(1×2)/2=1.35kN
立杆:
NQ1k=1.35kN
组合风荷载作用下单立杆轴向力:
单外立杆:
N=1.2×(NG1k+NG2k)+0.9×1.4×NQ1k=1.2×(3.292+2.357)+0.9×1.4×1.35=8.48kN
单立杆:
N=1.2×(NG1k+NG2k)+0.9×1.4×NQ1k=1.2×(3.292+0.428)+0.9×1.4×1.35=6.164kN
(七)立杆稳定性验算
脚手架架体高度H
21
立杆计算长度系数μ
1.5
立杆截面抵抗矩W(mm3)
4490
立杆截面回转半径i(mm)
15.9
立杆抗压强度设计值[f](N/mm2)
205
立杆截面面积A(mm2)
424
连墙件布置方式
两步两跨
1、立杆长细比验算
立杆计算长度l0=Kμh=1×1.5×1.8=2.7m
长细比λ=l0/i=2.7×103/15.9=169.811≤210
满足要求!
轴心受压构件的稳定系数计算:
立杆计算长度l0=Kμh=1.155×1.5×1.8=3.119m
长细比λ=l0/i=3.119×103/15.9=196.132
查《规》表A得,φ=0.188
2、立杆稳定性验算
不组合风荷载作用
单立杆的轴心压力设计值N=1.2(NG1k+NG2k)+1.4NQ1k=1.2×(3.292+2.357)+1.4×1.35=8.669kN
σ=N/(φA)=8669.1/(0.188×424)=108.755N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
组合风荷载作用
单立杆的轴心压力设计值N=1.2(NG1k+NG2k)+0.9×1.4NQ1k=1.2×(3.292+2.357)+0.9×1.4×1.35=8.48kN
Mw=0.9×1.4×Mwk=0.9×1.4×ωklah2/10=0.9×1.4×0.399×1.5×1.82/10=0.244kN·m
σ=N/(φA)+Mw/W=8480.1/(0.188×424)+244331.64/4490=160.801N/mm2≤[f]=205N/mm2
满足要求!
五、室外楼梯承载力验算
1、工况图
2、梯段板受力简图(计算宽度取1500mm)
q=1.2×(0.1/cos26.57+0.075)×25+1.4×2=8.4KN/m;
由前面计算P1=8.669KN;
Mmax=0.01PL(K1+K2)+0.1ql2=0.01×8.669×1.5×(12.8+3.2)+0.1×8.4×1.5×1.52=4.912KN.m
实配C8200(
),满足要求。
3、梯段梁验算
1)受力简图
式中P=8.669KN;
q=8.4+1.2×0.25×1.6/cos26.57×25=21.81KN/m;
对左右支座分别取矩得R左=24.431KN,R右=27.583KN;
Mmax=
+24.431×4.5-8.669×(3+1.5)=338.1KN.m
实配6C22(
),满足要求。